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“中国动力”燃驱压缩机组国产化获突破

  近日,由中国机械工业联合会和中国通用机械工业协会组织的首台套天然气长输管道国产30兆瓦级燃驱压缩机组鉴定验收会在浙江衢州召开。与会专家一致认为,该机组性能完全满足我国天然气管道的建设与运行要求,达到了国际先进水平,实现了我国能源装备领域的重大突破。
“中国动力”燃驱压缩机组国产化获突破
  2018年12月,6台套中的首台套国产30兆瓦级燃驱压缩机组正式投入商业运行,开始进行工业性考核。2020年1月,机组累计运行时间达4000小时,圆满完成了工业性考核的各项研究内容,具备验收条件。截至目前,机组累计运行时间已超过8000小时。工业考核期间,机组性能达到国际先进水平,关键生态指标和关键可靠性指标优于进口机组同期水平。
  在工业性考核期间,燃气轮机驱动压缩机组表现出了良好的性能和运行可靠性,其性能达到了国际同类产品先进水平,关键生态指标——氮氧化物排放优于进口现役机组。在可靠性方面,“千小时故障停机次数”指标也优于进口机组同期水平。截至目前,机组已经稳定运行超过8200小时。专家组表示,30兆瓦级燃驱压缩机组的研制成功,打破了国外技术垄断、填补了国内空白,对于实现能源核心装备自主可控、保障国家能源战略安全具有重要意义。
  我国天然气干线及支干线管道输送压力等级以10兆帕和12兆帕为主,输量在100×108立方米/年以上,要保持高压力大输量管道安全、平稳、高效输送,每隔150-170千米需要设置一座由2-4台大功率压缩机组组成的增压站,因此压缩机组被誉为长输管道的“心脏”,是保障天然气管网能源大动脉安全可靠运行的核心装备。燃驱压缩机组主要包括燃气轮机和天然气压缩机两大关键设备。
  长期以来,我国没有成熟的大功率工业型燃气轮机产品,国内天然气长输管道燃驱压缩机组长期依赖进口。截至2015年,除西二线东段应用7台国产电驱压缩机组外,其余电驱机组和全部燃驱机组均为进口,造成运行维护费用居高不下、战略能源输送受制于人等问题。国家能源大动脉迫切需要“中国动力”。
  时间回溯到2009年11月,国家能源局确定开展20兆瓦电驱压缩机组、30兆瓦燃驱压缩机组和高压大口径全焊接球阀三大天然气长输管道关键设备的国产化。在国家能源局指导下,中国机械工业联合会、中国石油天然气集团有限公司共同推动,以“西气东输二线”工程建设为依托,采取“政产学研用”联合攻关,大力推动天然气长输管道关键技术装备研发应用。
  30兆瓦级燃驱压缩机组国产化工作由中国船舶集团第七O三研究所负责研制牵头,哈尔滨汽轮机厂负责燃机本体制造,沈鼓集团负责压缩机研制及制造,国家管网集团西气东输分公司作为建设运营单位和最终用户并参与机组研制。
  在该项目研制过程中,七O三所充分考虑国内船用燃气轮机的研制和生产情况,利用现有条件和存量资源,引进和国产化研制相结合,分步实施,降低技术风险。
  第一阶段,采用进口燃气轮机与国产压缩机及辅助系统集成,国产化率达52%,形成样机“产品一”;第二阶段,采用国产燃气轮机与国产压缩机及辅助系统集成,形成样机“产品二”,其目标是自主设计完成燃气轮机总装、集成并通过性能试验考核,最终形成国产化率96%以上的30兆瓦级燃驱压缩机组。
  “产品一”在2011年10月27日通过国家能源局、中国机械工业联合会和中国石油天然气集团公司组织的新产品鉴定。
  “产品二”的研制是30兆瓦燃驱压缩机组国产化的重头戏。30兆瓦燃驱压缩机组由功率等级为30MW的燃气轮机、离心式压缩机,以及进排气、燃料、润滑油、机组监控和保护、配电、消防等附属系统组成。
  经过前期的精心攻关,首台国产30兆瓦燃驱机组在2014年9月10日迎来标志性的成果,机组通过了国家能源局、中国机械工业联合会和中国石油天然气集团公司共同组织的新产品鉴定。鉴定认为,研发团队成功研制了具有自主知识产权的30兆瓦级天然气增压用燃气轮机,突破了工业驱动用燃气轮机、燃驱压缩机组的研制、试验、测试和成套关键技术;成功研制的30兆瓦级燃驱压缩机组“产品二”整体性能满足天然气长输管线建设和运行要求,达到国际先进水平、填补了国内空白,机组国产化率达到96%以上。
  在2015年下半年以后,机组进入到密集的投产测试工作。5月28日,西北联合管道公司完成国产燃驱机组投产方案、操作运行规程及配套检查记录、应急预案等技术文件的编制和审核;7月3日,组织管道建设项目经理部、OEM厂商完成投产方案的最终审核;10月15日,组织完成烟墩站压缩机组投产测试预验收工作,共发现各类问题78项,及时组织开展问题整改;10月27日,完成机组气密测试;11月30日,完成机组进气前的所有单体功能测试;12月13日,完成动火连头作业;12月25日,完成投产前检查;。2015年12月26日,首台国产30兆瓦燃驱压缩机组——西三线烟墩站1号机首次点火成功。
“中国动力”燃驱压缩机组国产化获突破
“中国动力”燃驱压缩机组国产化获突破
  在30兆瓦级燃驱压缩机组项目整个研制过程中,各参研单位及全体参研人员以“高标准、高水平、重推广”及“能与国外产品同台竞争”为总体原则,组织开展了大量技术攻关,历经10余年,相继攻克了30多项研发设计、生产制造及试验验证等方面的关键核心技术。在我国高端能源装备自主创新发展方面探索走出了一条设计、生产制造、系统集成、工厂试验、工业性应用试验考核的自主创新之路。
  自主研制首台套30兆瓦级燃驱压缩机组研制及工业性应用项目顺利通过鉴定验收,取得了多项创新成果,填补了国内空白,具备了国产替代进口能力,应用前景广阔,后续对于推动我国燃气轮机产业发展、促进天然气管道关键设备国产化将发挥重要作用。
“中国动力”燃驱压缩机组国产化获突破

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